1942 год. Лаврентий Берия ставит перед Всеволодом Замятиным сложнейшую задачу: в кратчайшие сроки собрать группу ученых для создания атомной бомбы. В условиях войны это кажется невозможным, но под началом Игоря Курчатова в Москве формируется засекреченная Лаборатория №2. Туда приглашают лучших специалистов страны.
Курчатов настаивает на участии двух неоднозначных фигур: талантливого, но резкого физика Фролова, открывшего деление ядра, и сосланной в Казахстан радиохимика Карповой. Несмотря на сомнения НКВД, их включают в команду. Тем временем разведка добывает зарубежные разработки: бывший физик Екатерина Лазарева, связанная с Фроловым, передает СССР ключевые данные. Теперь Советскому Союзу нужно успеть за США и Британией, чтобы не отстать в гонке за ядерное оружие.